针对现有用于金属表面纳米化的机械研磨装置存在效率较低、发热量大、振动频率固定等问题,提出了一种利用液压动态冲击与波动能实现金属材料表面纳米化的新型机械研磨试验机,试验过程中所需的液压动态冲击与波动能,由变频电机驱动一种三位四通转阀获得。介绍了该试验台的工作原理、结构组成,建立了试验机液压系统的数学模型,采用四阶龙格-库塔算法对该数学模型进行了求解,并进行了振动特性实验。对比分析表明:理论计算与实验结果基本吻合,误差较小,从而证明了理论模型的正确性;该试验机可以在0~94.2 Hz的振动频率内工作,随着振动频率的增加,振动位移幅值变小,而速度及加速度的峰值变大。所提出的新型振动策略、数学模型和研究结果,为后续进一步优化和促进该机械研磨试验机工程化提供了基础。